红外光谱热成像检测技术在大型硫磺料仓中的应用研究

汪伟

摘 要：利用红外探测器对硫磺料仓仓内、仓外硫磺颗粒着火及现场动火作业进行热成像试验分析。试验结果显示，红外探测器为非接触式探测，不受周围天气环境的影响，能够准确及时的发现料仓内各处火灾险情及设备运行异常情况下的摩擦生热等现象。特别对于不可见火焰（高色温火焰）具有较好的检测效果，对预防料仓早期火灾，提高火灾报警可靠性、准确性、及时性具有重要意义。

关键词：硫磺颗粒料仓；红外热成像；适用性

背景：普光天然气净化厂是全国最大的固体颗粒硫磺生产基地，净化厂硫磺储运系统有两座直径80m的圆形料仓，单仓存储量为5.7万吨，内设刮板取料机和悬臂堆料机，外连皮带输送系统，实现料仓内颗粒硫磺的进出料作业。由于料仓空间较大，硫磺燃烧速度较慢且燃烧时硫磺颗粒会融化下沉到料堆中，现有检测系统不能及时有效的探测到硫磺着火。

现场试验：2014年4月1日至4月2日，为了试验红外光谱热成像检测系统的监测效果，现对2#料仓进行试验，试验采用北京格宝的SMART IR监控软件，硬件采用双视红外一体机。红外热成像仪：25°640×480 16位 58FPS 40米处11m×8m 分辨率40mm；可见光摄像机：变焦 25-75mm 704×480 H.264 25FPS 40米处 9m×6m。实验包括：画面视场检测、料堆内温度检测、硫磺燃烧检测和动火作业温度检测。

1 料仓外燃烧检测试验

分别在硫磺仓外碎石地面，距硫磺仓围墙顶部的热像仪约30米和50米处，点燃硫磺进行检测试验。试验中，硫磺燃烧速度较慢，燃烧时使硫磺颗粒融化下沉，向下燃烧。30米处硫磺燃烧面积约为50×40mm，红外热像仪检测系统检测到硫磺的燃烧现象，检测温度为161.1℃；50米处硫磺燃烧面积约为30×30mm，红外热像仪检测系统能够检测到硫磺的燃烧现象，由于距离较远以及检测角度的问题，检测温度只有45℃。

2 料仓内热点试验

4月1日下午，在料堆表面设置了2个15×10mm的热点，红外热成像仪能够检测发现，温度分别为58℃和76℃。

4月2日下午，在料堆内分别埋置了2个温度约70℃热矿泉水瓶，埋深约150mm， 5分钟后，红外热成像仪能够检测到热点，检测温度约25℃，比周边温度略高。

3 动火施工检测

在实验中正好遇到堆料臂上进行动火作业，随即对动火作业情况用红外热成像仪进行监控。在动火过程中，焊渣溅落的下方有人员进行洒水防护。但由于洒水的角度影响，在料堆中检测到持续燃烧点一次，约30秒，检测温度43℃，洒水的地方图像明显变暗。

4 结论

硫磺料仓的火灾早期报警对于安全防控具有重要意义，红外热成像监测系统能通过红外热信息极早期发现硫磺料仓的温度异常部位和火灾隐患。净化厂硫磺料仓若增加红外热成像监控，须考虑监测精度、覆盖范围、检测角度和设备的防尘防腐等问题。

参考文献：

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